DE10311255A1 - Air conditioner especially useful in motor vehicles has air-contacting surfaces coated with a catalyst that initiates and/or accelerates chemical reactions of oxidizable or organic materials in the presence of reducible gases - Google Patents

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DE10311255A1 DE2003111255 DE10311255A DE10311255A1 DE 10311255 A1 DE10311255 A1 DE 10311255A1 DE 2003111255 DE2003111255 DE 2003111255 DE 10311255 A DE10311255 A DE 10311255A DE 10311255 A1 DE10311255 A1 DE 10311255A1
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Carsten Supply
Jessica Gerhart
Uwe Koziol
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Abstract

Air conditioner device has air-contacting surfaces coated with a catalyst that initiates and/or accelerates chemical reactions of oxidizable or organic materials in the presence of reducible gases. Air treatment and transport device comprising an air transport channel, a fan, an air inlet, an air outlet, a device for generating air ions and/or ozone and introducing them into the air stream, devices for cooling, heating or humidifying the air, and filters, including an active charcoal filter for absorbing any organic vapors or gases in the air stream, has air-contacting surfaces at least partially coated with a catalyst that initiates and/or accelerates chemical reactions of oxidizable or organic materials in the presence of reducible gases.

Description

Es besteht vielfach der Wunsch, in Belüftungsanlagen von Gebäuden, Fahrzeugen, Klimageräten und Kraftfahrzeugen als auch in kompakten Luftaufbereitungs- und Luftkonditionierungsanlagen die Luft nicht nur von Stäuben und Partikeln zu befreien, sondern auch von Gerüchen und vor allem von Keimen (Bakterien und Pilze) zu befreien.There is often a desire to aerators of buildings, Vehicles, air conditioners and motor vehicles as well as in compact air conditioning and Air conditioning systems not only remove dust and air To get rid of particles, but also from smells and especially from germs (Bacteria and fungi).

Die (im Betrieb feuchte) Oberfläche des Verdampfers als auch eingesetzte Filter in Fahrzeugen mit Klimaanlagen sind Nährboden für Keime und Pilze aller Art.The surface of the Evaporator as well as filters used in vehicles with air conditioning are breeding grounds for germs and mushrooms of all kinds.

Die vom Luftstrom abgerissenen und in die Kabine bzw. in Räume getragenen Bakterien, Pilze und Keime sowie die Stoffwechselprodukte der Bakterien, Pilze und Keime sondern einen üblen Geruch ab und sind gesundheitlich bedenklich.The torn off from the air flow and in the cabin or in rooms carried bacteria, fungi and germs as well as the metabolic products the bacteria, fungi and germs emit a bad smell and are harmful to health concern.

In den Patentanmeldungen
P 195 43 296.7; P 196 46 269.1; P 196 51 403.7; P 199 02 304.2;
P 199 19 623.0; P 199 31 366.0; P 199 33 180.4; P 100 14 485.3;
P 100 13 841.1; P 100 04 326.7; P 100 58 476.4; PCT/DE 00/02164;
PCT/EP 01/00672; P 101 03 905.0; P 101 180 78.0
sind verschiedene Methoden vorgeschlagen worden, um diesen Problemen unter Einsatz von Ionisations- und Ozonisierungsapparaten abzuhelfen.In the patent applications
P 195 43 296.7; P 196 46 269.1; P 196 51 403.7; P 199 02 304.2;
P 199 19 623.0; P 199 31 366.0; P 199 33 180.4; P 100 14 485.3;
P 100 13 841.1; P 100 04 326.7; P 100 58 476.4; PCT / DE 00/02164;
PCT / EP 01/00672; P 101 03 905.0; P 101 180 78.0
Various methods have been proposed to remedy these problems using ionizing and ozonizing equipment.

In der Patentanmeldung P 199 31 366.0 ist z.B. eine flache Baugruppe mit planarem Aufbau vorgeschlagen worden, die vorteilhaft und langzeitstabil Ozon und Sauerstoffionen nach dem physikalischen Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung nach Anlegen einer elektrischen Hochfrequenz-Hochspannung erzeugt.In patent application P 199 31 366.0 is e.g. proposed a flat assembly with a planar structure been the beneficial and long-term stable ozone and oxygen ions according to the physical principle of dielectric barrier discharge generated after applying an electrical high-frequency high voltage.

In der Patentanmeldung P 100 13 841.1 ist z.B. ein Verfahren angegeben, die Ozon und Ionenproduktion mit Hilfe einer elektrischen Regelschaltung konstant zu halten.In patent application P 100 13 841.1 is e.g. specified a method using ozone and ion production To keep constant with the help of an electrical control circuit.

Weil die Ozon- und Ionenproduktion verschiedensten Einflüssen unterliegt und auch weil bei Langzeitbetrieb sich die elektrischen und mechanischen Werte der zur Ozon- und Ionenproduktion eingesetzten Baugruppen verändern.Because ozone and ion production various influences and also because the long-term operation of the electrical and mechanical values of those used for ozone and ion production Modify assemblies.

Das wirkt sich vorteilhaft auf die Ozon- und Ionenproduktion auf, so daß ohne Einsatz dieser Erfindung keine konstanten Bedingungen erreicht werden, was bei der bekannten Toxizität von Ozon bedenklich ist.This has a beneficial effect on the Ozone and ion production, so that without using this invention no constant conditions can be achieved, which is the case with the known toxicity of ozone is questionable.

Aus der Patentanmeldung P 100 58 476.4 ist bekannt, die Produktionsmenge von Ozon – und Sauerstoffionen als Funktion der Luftmenge zu begreifen und mit Signalen des die Ventilatoren steuernden zentralen Lüftungssteuergerät zu auf den Ozon- und Ionenerzeuger einzuwirken, daß auch bei unterschiedlichen Luftmengen eine konstante Konzentration an Ozon und Ionen entsteht. Dies ist die Voraussetzung für eine kontrollierte und sichere Funktion der Geräte, weil bei zu geringer Konzentration keine wesentliche Wirkung mehr besteht und weil bei zu hoher Ozonkonzentration negative Effekte auf das beteiligte Material erfolgen, ohne daß die lufttechnische Wirkung größer wird.From patent application P 100 58 476.4 is known, the production amount of ozone and oxygen ions to understand as a function of the air volume and with signals of the Central ventilation control unit controlling fans the ozone and ion generators to act that even with different Amounts of air create a constant concentration of ozone and ions. This is the requirement for a controlled and safe function of the devices because the concentration is too low there is no longer any significant effect and because the ozone concentration is too high negative effects on the material involved take place without the ventilation Effect gets bigger.

In der Patentanmeldung P 196 51 403.7 ist vorgeschlagen, einen Ozon- und Ionenerzeuger in Strömungsrichtung vor dem Verdampfer in Klimaanlagen von z.B. Kraftfahrzeugen, Gebäuden oder kompakten Klimatisierungsanlagen eine Ozon- und Ionenquelle anzuordnen und den feuchten Verdampfer mit Ozon- und Luftionen zu umströmen.In patent application P 196 51 403.7 is proposed an ozone and ion generator in the flow direction in front of the evaporator in air conditioning systems e.g. Motor vehicles, buildings or compact Air conditioning systems to arrange an ozone and ion source and to flow around the humid evaporator with ozone and air ions.

Vor allem Ozon löst sich im Wasser auf der Oberfläche des Verdampfers und bildet Hydroradikale, die extrem bakterizid und fungizid wirken und erprobt und sicher jegliche biologische Aktivität auf der Oberfläche des Verdampfers unterbinden.Above all, ozone dissolves in the water on the surface of the Evaporator and forms hydro radicals that are extremely bactericidal and Fungicidal and tested and safe any biological activity on the surface of the Prevent the evaporator.

In Strömungsrichtung nach dem Verdampfer wird ein Katalysator vorgeschlagen, der überschüssigen Ozon zu normalem zweiatomigem Sauerstoff abbaut.In the direction of flow after the evaporator proposed a catalyst that converts excess ozone to normal diatomic Breaks down oxygen.

Diese Erfindung ist vorteilhaft zum sicheren, sterilem Betrieb von Klimaanlagen aller Art, insbesondere von solchen in Kraftfahrzeugen.This invention is advantageous for Safe, sterile operation of air conditioning systems of all kinds, in particular of such in motor vehicles.

Ergänzend wurde in Patentanmeldung P 199 33 180.4 vorgeschlagen, die Ozon- und Ionenquelle vor dem Lufteinlaß und vor dem Luftfilter anzuordnen.Supplementary was in patent application P 199 33 180.4 proposed the ozone and ion source before Air intake and to be placed in front of the air filter.

Dieser Luftfilter ist so ausgerüstet, daß überschüssigen Ozon katalytisch abgebaut wird.This air filter is equipped so that excess ozone is catalytically degraded.

In der Patentanmeldung P 101 03 905.0 wird vorgeschlagen, in einem Wäschetrockner die Luft mit Ozon und Sauerstoffionen anzureichern mit dem Ergebnis, daß Keime und geruchstragende Substanzen in der (feuchten) Wäsche abgetötet werden.In patent application P 101 03 905.0 is suggested in a clothes dryer enrich the air with ozone and oxygen ions with the result that germs and odor-bearing substances can be killed in the (damp) laundry.

Der komplexe Wirkungsmechanismus und insbesondere die Wirkung von in Wasser gelöstem Ozon Hydroradikale werden gebildet) ist näher beschrieben worden.The complex mechanism of action and in particular the effects of ozone dissolved in water become hydroradicals formed) is closer have been described.

Das Verständnis dieser Vorgänge ist von Bedeutung, weil Wasser sich auf allen Oberflächen und in allen Materialien befindet und dieses Wasser mit zugeführtem Ozon Hydroradikale bildet, welche extrem wirksam gegen Bakterien, Viren und Pilzen als auch Gerüchen sind.The understanding of these processes is important because water is on all surfaces and in all materials located and this water forms hydro-radicals with the added ozone, which are extremely effective against bacteria, viruses and fungi as well smells are.

Insofern ist die Lehre der genannten Erfindung auch ganz allgemein bei Luftaufbereitungsanlagen vorteilhaft einsetzbar, weil die Oxidationskraft und damit die Bakterizidität des in Hydroradikalen abgespalteten einatomigen Sauerstoffes (O1) sehr viel höher ist als die Oxidationskraft des Ozon O3.In this respect, the teaching of the named invention can also be used very advantageously in general in air treatment plants because the oxidizing power and thus the bactericidal nature of the monatomic oxygen (O 1 ) split off in hydroradicals is very much higher than the oxidizing power of ozone O 3 .

In den vorgenannten Patentanmeldungen wird die Wirkung vor allem auf die oxidative chemische Wirkung des dreiatomigen und einatomigen Ozon abgestellt.In the aforementioned patent applications the effect especially on the oxidative chemical effect of the tri-atomic and monatomic ozone.

Die vorgeschlagenen Problemlösungen machen die Handhabung von Ozonisierungseinrichtungen sicherer und berechenbarer.Make the suggested solutions the handling of ozonization devices is safer and more predictable.

Aufgrund der Notwendigkeit, die Ozonkonzentration in der ausgeblasenen Luft auf einen von der amerikanischen Umweltbehörde (US-EPA/Environment Protection Agency) und der DIN/EN-Norm EN 60335-2-65; (1995) zwingend geforderten Wert sicher so zu begrenzen, daß niemals in den so belüfteten Räumen ein Ozon-Pegel von mehr als 50 ppb entstehen kann, beschäftigt sich die hier vorgestellte Patentanmeldung mit der nützlichen Wirkung ionisierter Luftionen und der technischen und sicheren Anwendung aktiver Sauerstoffionen unter Einhaltung der geforderten Grenzwerte.Because of the need for ozone concentration in the blown air on a by the American Environmental Protection Agency (US-EPA / Environment Protection Agency) and the DIN / EN standard EN 60335-2-65; (1995) mandatory limit the required value in such a way that it never enters the rooms so ventilated Ozone levels in excess of 50 ppb can arise the patent application presented here with the useful effect of ionized Air ions and the technical and safe use of active oxygen ions in compliance with the required limit values.

Es ist bekannt, Luft mit Hilfe hoher elektrischer Spannungen zu ionisieren. Prinzipiell entsteht dabei Ozon, wenn es zu energiereichen Entladungen im Raum kommt. (Stoßionisation)It is known to use high air to ionize electrical voltages. In principle, this creates Ozone when there are high-energy discharges in the room. (Impact ionization)

Die Ionisation erfolgt zumeist mit der Methode der Koronarentladung. (Spitzenentladung) Dabei ragen feine Spitzen in den Luftraum, die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Diese Spitzen können auch zu Bündeln zusammengefaßt werden, die feinen Pinseln ähneln. Als Materialien sind Metallnadel, Metallfäden, und neuerdings auch elektrisch leitfähige Kunststoffe bekannt.The ionization mostly takes place with the method of coronary discharge. (Peak discharge) protrude fine spikes in the airspace connected to a high voltage source are. These tips can also in bundles be summarized the fine brushes resemble. The materials used are metal needles, metal threads, and recently also electrical conductive Plastics known.

Vor allem luftgetragene Partikel aller Art werden bevorzugt ionisiert und tragen insofern eine negative elektrische Ladung.Especially airborne particles of all types are preferably ionized and therefore bear a negative one electric charge.

Diese elektrische Ladung veranlaßt die ionisierten Partikel sich auf Oberflächen (Abscheide-Elektrode) abzulagern um dort das überschüssige Elektron abzugeben.This electrical charge causes the ionized Particles settle on surfaces (Deposition electrode) to deposit there the excess electron.

Vom Ergebnis her kommt es zu einer Befreiung der Luft von Partikeln und Keimen, was in sogenannten elektrostatischen Luftaufbereitungsgeräten und Entstaubungsanlagen seit Jahrzehnten industriell ausgenutzt wird.The result is one Removal of air from particles and germs, what is called electrostatic air handling units and dedusting systems has been used industrially for decades.

Bei Apparaten nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung, wie zum Beispiel bei der seit 1857 (Analen der Physik) bekannten Siemensröhre oder bei dem in P 199 31 366.0 beschriebenen Flachmodul, entstehen sowohl Ionen als auch Ozon.For devices based on the principle of dielectric discharge, such as in the 1857 (Analen der Physik) known Siemens tube or in the one in P 199 31 366.0 described flat module, both ions and ozone are formed.

Die chemische Reaktivität von Ozon ist höher als die chemische Reaktivität von Sauerstoffionen.The chemical reactivity of ozone is higher than the chemical reactivity of oxygen ions.

Die Nützlichkeit luftgetragener Sauerstoffionen ist in zahlreichen Arbeiten beschrieben worden und ein Prinzip der Natur zur Reinigung der Luft von Partikeln als auch zur Sterilisierung von Luft und von Oberflächen.The usefulness of airborne oxygen ions has been described in numerous works and is a principle of Nature for cleaning the air from particles as well as for sterilization of air and of surfaces.

Da in der Natur unter Einwirkung von ionisierendem ultravioletten Sonnenlichtes stets sowohl ein- und dreiatomiger Ozon als auch zweiatomige Sauerstoffionen entstehen, liegt es nahe, dieses hochwirksame und nützliche Prinzip der Natur technisch zur Aufbereitung von Luft auszunutzen.Because in nature under the influence of ionizing ultraviolet sunlight always both one and three atom Ozone as well as diatomic oxygen ions arise, it is obvious this highly effective and useful Technically utilize the principle of nature for the treatment of air.

In jedem Fall muß das dem zu behandelnden Luftstrom zugemischte Ozon vernichtet werden, bevor er Atemluft erreicht.In any case, the air flow to be treated must admixed ozone is destroyed before it reaches breathing air.

Dies erfolgt dem Stand der Technik nach durch Aktivkohle-Filter.This is done according to the state of the art after through activated carbon filter.

Es ist bekannt, Filter mit chemischen Beimengungen zu versehen, welche chemisch mit Gasen reagieren, welche in der Luft enthalten sind.It is known to use chemical filters To provide additives which react chemically with gases, which are contained in the air.

Etwa kann Natriumbicarbonat saure Luftbestandteile wie etwa Schwefeldioxid chemisch binden.For example, sodium bicarbonate can be acidic Chemically bind air components such as sulfur dioxide.

Die hier vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, den Wirkungsgrad des katalytisch wirksamen Filtersystems zu verbessern.The present invention is concerned with the problem of the efficiency of the catalytically active filter system to improve.

Der grundsätzliche Wirkungsmechanismus/Chemismus für Luftaufbereitungsgeräte mit Ozon funktioniert in mehreren Phasen.The basic mechanism of action / chemistry for air treatment units with ozone works in several phases.

Reaktionen des Ozon mit anderen Substanzen in der Gasphase erfolgen aufgrund der geringen Konzentration nicht oder kaum.Reactions of ozone with other substances due to the low concentration, they do not occur in the gas phase or hardly.

Oxidierbare Substanzen (etwa C8H18) adsorbieren an Oberflächen, reichern sich zu reaktionsfähigen Konzentrationen an und reagieren dort mit aktivem Sauerstoff prinzipiell im Idealfall zu 8(CO2) und 8(H2O).Oxidizable substances (such as C 8 H 18 ) adsorb on surfaces, accumulate to reactive concentrations and, in principle, react there with active oxygen to give 8 (CO 2 ) and 8 (H 2 O).

Die Reaktion erfolgt insbesondere auf der Oberfläche des in Strömungsrichtung nach der Ozonisierung angeordneten Sorbtionskatalysators, welcher zumeist ein Aktivkohle-Filter ist.The reaction takes place in particular on the surface of the flow direction after the ozonization arranged sorption catalyst, which is mostly an activated carbon filter.

Aktiver Sauerstoff und Ozon löst sich im im Sorbtionskatalysator/Filter eingespeichertem Wasser und bildet Wasserstoffperoxid H2O2 und Sauerstoffradikale.Active oxygen and ozone dissolves in the water stored in the sorption catalyst / filter and forms hydrogen peroxide H 2 O 2 and oxygen radicals.

Sauerstoffradikale reagieren heftig mit oxidierbaren Substanzen und sind extrem bakterizid und fungizid. (Konzentrationen von 1–5 ppm im Wasser gelöster aktiver Sauerstoff reicht aus.) Die Halbwertzeit von im Sorbtionskatalysator eingespeicherten Sauerstoffradikalen kann bis zu einigen Tagen betragen.Oxygen radicals react violently with oxidizable substances and are extremely bactericidal and fungicidal. (Concentrations of 1-5 ppm dissolved in water active oxygen is sufficient.) The half-life of in the sorption catalyst stored oxygen radicals can take up to a few days.

Verkeimung des A-Kohlefilters wird sicher verhindert und luftgetragene Bakterien und Keime werden vernichtet.Germination of the A-carbon filter is safely prevented and airborne bacteria and germs are destroyed.

Wenn der chemische Oxidationsprozess wird auch nach Beendigung Ozon- Zuführung fortgesetzt.When the chemical oxidation process even after the ozone supply has ended continued.

Sowohl eingespeicherte oxidierbare Gase oder Dämpfe als auch adsorbierte Bakterien und Pilze werden abgebaut bzw. finden kein Milieu zur Verbreitung.Both stored oxidizable Gases or vapors as well as adsorbed bacteria and fungi are broken down or found no milieu to spread.

Die in der A-Kohle (Sorbtionskatalysator) eingespeicherte Feuchte spielt eine große, bisher wenig beachtete Rolle.The stored in the activated carbon (sorption catalyst) Moisture plays a big, role that has received little attention so far.

In Rohrleitungen und Luftkanälen kommt es zu vergleichbaren Sorbtions- und damit Agglomerationseffekten auf den Oberflächen.Comes in pipes and air ducts comparable sorption and thus agglomeration effects on the surfaces.

Er kommt zu lokal sehr hohen Konzentrationen beider Fraktionen, was eine chemische Reaktion zwischen aktiven Sauerstoff-Ionen und oxidierbaren Gasen oder Dämpfen ermöglicht. (VOC = volatile organic compounds)It comes to very high concentrations locally both fractions, which is a chemical reaction between active Allows oxygen ions and oxidizable gases or vapors. (VOC = volatile organic compounds)

Es ist bekannt, daß aktive Sauerstoff-Ionen gemeinsam mit der im Filter bzw. auf Oberflächen vorhandenen Feuchte (das sind auf der gesamten Oberfläche der A-Kohle jeweils einige Molekül-Lagen) Hydroradikale bildet.It is known that active oxygen ions forms hydro-radicals together with the moisture present in the filter or on surfaces (these are a few molecular layers on the entire surface of the activated carbon).

Über Zwischenschritte entsteht das hochradikale einatomige Sauerstoff-Ionen, dessen Reaktivität noch einmal um den Faktor 1000 größer ist das dreiatomige Sauerstoff-Ionen.about Intermediate steps creates the highly radical monatomic oxygen ions, its reactivity the atomic oxygen ion is again 1000 times larger.

Dieser Reaktionsmechanismus spielt sich auf der Oberfläche des Katalysators bzw. den Oberflächen der Luftkanäle ab und ist der Grund, daß mit relativ viel geringeren Konzentrationen aktiver Sauerstoffionen gearbeitet werden kann, als es rein stöchiometrisch Betrachtungsweisen es nahe legen, Ein Teil des Ozon löst sich im Wasser, welches praktisch überall auf allen Oberflächen enthalten ist, etwa in Aktiv-Kohle-Luftfiltern.
(max. 4,94 ml (entspricht ca. 10 mg) Ozon löst sich in 1000 ml Wasser).This reaction mechanism takes place on the surface of the catalyst or the surfaces of the air channels and is the reason that it is possible to work with relatively much lower concentrations of active oxygen ions than purely stoichiometric considerations suggest. Part of the ozone dissolves in the water , which is contained practically everywhere on all surfaces, for example in activated carbon air filters.
(max. 4.94 ml (corresponds to approx. 10 mg) ozone dissolves in 1000 ml water).

Dabei bilden sich hochreaktive Hydroradikale (OH) oder Hydroperoxiradikale (O2H): 1. Stufe O3 ➝ O(1 D) + O2 2. Stufe O(1 D) + H2O ➝ OH + OH 3. Stufe OH + O3 ➝ H2 = + O2 Highly reactive hydro radicals (OH) or hydroperoxy radicals (O 2 H) are formed: 1st stage O3 ➝ O (1 D) + O2 2nd stage O (1 D) + H2O ➝ OH + OH 3rd stage OH + O3 ➝ H2 = + O2

Bei der nachfolgenden Oxidation werden in mehrstufigen Reaktionen unter Bildung sogenannter Peroxyradikale O2R (R = organischer Rest) organische Verbindungen immer weiter oxidiert, Bakterien und Viren werden vernichtet bzw. biologisch passiviert/denaturiert.In the subsequent oxidation, organic compounds are oxidized more and more in multi-stage reactions with the formation of so-called peroxy radicals O 2 R (R = organic residue), bacteria and viruses are destroyed or biologically passivated / denatured.

Vorteilhaft werden am Sorbtionskatalysator angelagerte Keime, Eiweißreste und geruchstragende chemische Substanzen (organische Substanzen) oxidativ vernichtet oder denaturiert.Those attached to the sorption catalyst are advantageous Germs, protein residues and odor-bearing chemical substances (organic substances) oxidative destroyed or denatured.

Der Sorbtionskatalysator bleibt dauerhaft hygienisch und olfaktorisch einwandfrei.The sorption catalyst remains permanent perfectly hygienic and olfactory.

Die vorgenannten Effekte verstärken sich nachhaltig, wenn zusätzlich oder ergänzend oder alternativ zur Aktivkohle katalytisch wirksame Substanzen verwendet werden.The aforementioned effects are intensified, if additional or in addition or alternatively to the activated carbon used catalytically active substances become.

Grundsätzlich können katalytisch wirksame Substanzen mit der Aktivkohle vermischt werden und können gemeinsam als Filtermaterial eingesetzt werden.Basically, catalytically active substances can be mixed with the activated carbon and can be used together as a filter material be used.

Es ist ebenfalls möglich, an der Abströmseite des Aktivkohlefilters katalytisch wirksamen Materials als Schicht aufzubringen.It is also possible to the downstream side of the Activated carbon filter to apply catalytically active material as a layer.

Zuletzt ist es möglich, an der Abströmseite des Aktivkohlefilters eine Schicht des katalytisch wirksamen Materials aufzubringen.Finally, it is possible on the downstream side of the Activated carbon filter a layer of the catalytically active material applied.

Als katalytisch wirksames Material kommen erfindungsgemäß alle Übergangsmetalle und deren Verbindungen in Frage.As a catalytically active material all transition metals come according to the invention and their connections in question.

Als katalytisch wirksame Substanz sind weiterhin erprobt:

  • – Silber, Platin, Palladium, Vanadium, Wolfram Auch Salze oder Oxide oder Verbindungen dieser Substanzen sind als katalytisch wirksam getestet, etwa
  • – Palladiumchlorid, Wolframtrioxid, Vanadiumtitanat.
The following have also been tried and tested as a catalytically active substance:
  • - Silver, platinum, palladium, vanadium, tungsten. Salts or oxides or compounds of these substances have also been tested as catalytically active, for example
  • - Palladium chloride, tungsten trioxide, vanadium titanate.

Nicht edle Metalle sind ebenfalls katalytisch wirksam, wenn chemische Energie in Form von z.B. Ozon zugeführt wird und die Reaktionen unterstützt:

  • – Eisen, Nickel, Kupfer, Zinn und Zink, sowie deren chemische Verbindungen, insbesondere deren Oxide.
  • – Titan und Titandioxid haben katalytisch gute Eigenschaften.
Non-noble metals are also catalytically active if chemical energy in the form of, for example, ozone is added and the reactions are supported:
  • - Iron, nickel, copper, tin and zinc, and their chemical compounds, especially their oxides.
  • - Titanium and titanium dioxide have good catalytic properties.

In einer beispielhaften Ausformung des erfindungsgemäßen Gedankens wird Titandioxid (TiO2) auf einem geeigneten Träger als gasdurchlässige Beschichtung auf der Abströmseite eines Aktivkohlefilters aufgebracht.In an exemplary embodiment of the concept according to the invention, titanium dioxide (TiO 2 ) is applied to a suitable carrier as a gas-permeable coating on the outflow side of an activated carbon filter.

Die katalytische Aktivität der Titandioxid wird durch die chemische Energie angeregt, welche Ozon und Luftionen innewohnen. Oxidierbares Material wie geruchstragende Gase oder Dämpfe als auch organisches Material wie Bakterien und Viren werden auf der Oberfläche des Katalysators vorteilhaft vernichtet.The catalytic activity of titanium dioxide is excited by the chemical energy, which ozone and air ions inherent. Oxidizable material such as odorous gases or fumes as well as organic material like bacteria and viruses are on the surface of the catalyst advantageously destroyed.

Gase wie Stickoxide, Schwefeldioxid, Phosposdioxid und andere reduzierbaren Gase werden katalytisch reduziert.Gases such as nitrogen oxides, sulfur dioxide, Phosphorous dioxide and other reducible gases are reduced catalytically.

Der Ozongehalt der Luft wird auf ein unschädliches Minimum vermindert.The ozone level in the air will increase a harmless one Minimum reduced.

Da das im Beispiel genutzte Titandioxid als Katalysator arbeitet und nicht am chemischen Prozess selbst beteiligt ist, kommt es zu keinem die Lebensdauer des Sorbtionskatalysators verkürzenden Verschleiß. Die abströmende Luft behält vielmehr dauerhaft ihren neutralen Charakter.Since the titanium dioxide used in the example works as a catalyst and not on the chemical process itself is involved, there is no lifespan of the sorption catalyst shortening wear. The outgoing air reserves rather their permanent character.

1 zeigt beispielhaft eine typische Luftaufbereitungsanlage, wie sie in Fahrzeugen; in kompakten Luftaufbereitungsgeräten als auch in Gebäudeklimaanlagen zum Einsatz kommt. 1 shows an example of a typical air treatment system, as used in vehicles; is used in compact air conditioning units as well as in building air conditioning systems.

Dabei ist (1) ein Vorfilter, welches Stäube und Partikel zurückhält.Where ( 1 ) a pre-filter that retains dusts and particles.

Im Funktionszusammenhang dieser Erfindung spielt der Partikelfilter keine Rolle.In the functional context of this invention the particle filter does not matter.

(2) ist ein luftförderndes Gebläse, welches selbstverständlich an anderer Stelle innerhalb der Funktionsreihe angeordnet sein kann.( 2 ) is an air-promoting blower, which of course can be arranged elsewhere within the range of functions.

(3) ist der Ozon- und Ionenerzeuger, welcher die Luft mit einer bestimmten Menge von Ozon anreichert. Typisch für Anwendungen im Bereich der Luftaufbereitung sind Konzentrationen zwischen 50–200 μg/m3.( 3 ) is the ozone and ion generator, which enriches the air with a certain amount of ozone. Concentrations between 50-200 μg / m 3 are typical for applications in the field of air treatment.

(4) ist ein Aktivkohlefilter, welches hier auch als Ozonvernichter und als einfacher Katalysator dient und aus diesem Grunde „Sorbtionskatalysator" genannt wird.( 4 ) is an activated carbon filter, which also serves as an ozone destroyer and as a simple catalyst and is therefore called "sorption catalyst".

2 stellt ein prinzipiell identischen Aufbau dar, ergänzt jedoch um den Katalysator (5) Der Katalysator (5) besteht in einer Ausformung der Erfindung aus katalytisch wirksamem Material, etwa aus Titandioxid (TiO2). 2 represents a basically identical structure but adds the catalyst ( 5 ) The catalyst ( 5 ) consists in a form of the invention from catalytically active material, such as titanium dioxide (TiO 2 ).

Der Katalysator kann auf einer eigenen, luftdurchlässigen Trägerschicht aufgebracht sein und als separates Bauteil hinter dem Aktivkohle-Sorbtionskatalysator (4) angebracht sein.The catalyst can be applied to its own, air-permeable carrier layer and as a separate component behind the activated carbon sorption catalyst ( 4 ) to be appropriate.

Der Katalysator (5) kann auch haftend auf der Abströmseite des Sorbtionskatalysators (4) aufgebracht sein. Der Katalysator (5) kann – im Bild nicht gezeigt – als Gemenge der Aktivkohle im Aktivkohle-Sorbtionskatalysator (4) enthalten sein.The catalyst ( 5 ) can also adhere to the downstream side of the sorption catalyst ( 4 ) be upset. The catalyst ( 5 ) - not shown in the picture - as a mixture of activated carbon in the activated carbon sorption catalyst ( 4 ) be included.

Der Katalysator (5) kann – im Bild nicht gezeigt – haftend auf der Anströmseite des des Aktivkohle-Sorbtionskatalysator (4) aufgebracht sein oder als eigenes Bauteil auf einer luftdurchlässigen Trägerschicht vor dem Aktiv-Sorbtionskatalysator angeordnet sein.The catalyst ( 5 ) - not shown in the picture - can adhere to the upstream side of the activated carbon sorption catalyst ( 4 ) applied or arranged as a separate component on an air-permeable carrier layer in front of the active sorption catalyst.

In Kraftfahrzeugen befinden sich oft sogenannte Kombinationsfilter, welche sowohl als Partikelfilter Stäube und Partikel zurückhalten als auch als Aktivkohlefilter unangenehme Gerüche – etwa Auspuffgase – zurückhalten.Are in motor vehicles often so-called combination filters, which act both as particle filters dusts and retain particles as well as an activated carbon filter to hold back unpleasant smells - such as exhaust gases.

Auch ohne technische Ozonquelle findet sich beim Einsatz dieser Filter bei bestimmten Wetterlagen ein natürlicher Wirkungsmechanismus, ähnlich dem, wie er vorstehend beschrieben wurde.Even without a technical ozone source a natural when using these filters in certain weather conditions Mechanism of action, similar to that as described above.

Dies, weil die natürlicher Ozon oder eine hohe Ionenzahl in der Außenluft gelegentlich in mehr oder weniger hohen, stark schwankenden und regional unterschiedlichen Konzentrationen enthalten ist.This is because the more natural Ozone or a high number of ions in the outside air occasionally in more or less high, strongly fluctuating and regionally different Concentrations is included.

Im Falle gelegentlich auftretender höherer Ozonkonzentrationen wirken die Aktivkohlefilter tatsächlich als Sorbtionskatalysatoren und bauen luftgetragenen Ozon ab, was der Gesundheit der Fahrzeuginsassen zugute kommt, denn Ozon ist ein Atemgift.In the case of occasional higher ozone concentrations the activated carbon filters actually work as sorption catalysts and break down airborne ozone what benefits the health of vehicle occupants because ozone is a breath poison.

Erfindungsgemäß wird ergänzend vorgeschlagen, in Automobilen zum Einsatz kommenden Luftfiltern diese mit Katalysatoren im Sinne dieser Erfindung zu kombinieren.According to the invention, it is additionally proposed in automobiles air filters used these with catalysts in mind to combine this invention.

Dies mit dem Ziel, den Abbau von natürlichem Ozon zu maximieren und um die in Zusammenwirken mit Ozon und Luftinhaltstoffen stattfindenden, nützlichen Prozesse zu maximieren und um die Standzeit der Filter zu optimieren.The aim is to break down natural To maximize ozone and to interact with ozone and airborne substances taking place, useful Maximize processes and optimize the service life of the filters.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, Aktivkohlefilter für Luftaufbereitungsaufgaben aller Art mit katalytisch wirksamen Substanzen im Sinne der hier vorgestellten Erfindung zu versehen, um den Wirkungsgrad der Filter gegenüber oxidierbaren Luftbestandteile über die reine Absorbtion der A-Kohle hinaus zu verbessern und um Sauerstoffradikale in der Atemluft zuverlässig zu vernichten.According to the invention, it is further proposed that Activated carbon filter for Air treatment tasks of all kinds with catalytically active substances in the sense of the invention presented here to provide efficiency the filter opposite oxidizable air components over the pure absorption of activated carbon and to reliably increase oxygen radicals in the air we breathe destroy.

In einer Ausführung der Erfindung wird ein katalytisch wirksames Material, zum Beispiel Titandioxid, auf der Oberfläche von Verdampfern in Klimaanlagen aufgebracht, welche sich zum Beispiel in Gebäuden, in Kompaktgeräten oder in Automobilen befinden können.In one embodiment of the invention, one becomes catalytic effective material, for example titanium dioxide, on the surface of Evaporators applied in air conditioning systems, for example in buildings, in compact devices or in automobiles.

Dem Luftstrom, welcher zu den Verdampfern geleitet wird, wird Ozon in geringer Menge zugesetzt. Kommt Ozon mit dem Katalysator in Berührung, setzen verstärkt die chemische Reaktionen ein, welche vorstehend beschrieben wurden.The air flow that leads to the evaporators is added, a small amount of ozone is added. Ozone comes with that Catalyst in contact, put increased the chemical reactions described above.

Damit ist es möglich, die bekannt gefährliche und unangenehme Verkeimung des Verdampfers mithilfe von Begasung mit Ozon und aktiven Sauerstoffionen in sehr geringer Konzentration wirkungsvoll zu unterbinden.This makes it possible to know the dangerous and unpleasant contamination of the evaporator with the help of fumigation Very low concentration of ozone and active oxygen ions to effectively prevent.

Der in der zugeführten Luft enthaltene Ozon wird auf der Oberfläche des begasten Verdampfers abgebaut und damit der Luft entzogen.The ozone contained in the supplied air becomes on the surface of the fumigated evaporator and thus removed from the air.

Der Verdampfer selbst arbeitet hier in der Funktion des vorstehend beschriebenen Sorbtionskatalysators.The evaporator itself works here in the function of the sorbent catalyst described above.

Als Sorbtionskatalysatoren mit besonders geringem Strömungswiderstand sind in P 100 04 326.7 technische Einrichtungen beschrieben worden, welche großflächige und mit Aktivkohle beschichtete Platten aufweisen, welche parallel zur Strömung ausgerichtet sind.As a particularly low sorption catalyst flow resistance technical facilities have been described in P 100 04 326.7, which large area and have plates coated with activated carbon, which are parallel to flow are aligned.

An der mit Hilfe der Aktivkohle massiv vergrößerten Oberfläche adsorbieren Luftinhaltstoffe und Bakterien, als auch Ozon. Aufgrund vorstehend beschriebenen Reaktionsmechanismen kommt es einerseits zum Ozonabbau und zur Vernichtung von VOC und Bakterien, Viren und Pilzen sowie deren Sporen.On the massive with the help of activated carbon adsorb enlarged surface Airborne substances and bacteria, as well as ozone. Because of the above On the one hand, reaction mechanisms lead to ozone depletion and destruction of VOC and bacteria, viruses and fungi and their spores.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, der Aktivkohlebeschichtung mindestens eines der vorstehend beschriebenen katalytisch wirksamen Materialien hinzuzufügen. Vom Ergebnis her wird vorteilhaft erreicht, daß der Wirkungsgrad für den Abbau von Ozon als auch für die oxidative Vernichtung von VOC, Bakterien und Viren erheblich gesteigert wird.According to the invention, the activated carbon coating is proposed at least one of the catalytically active described above Add materials. The result is advantageously achieved that the efficiency for the degradation of Ozone as well for the oxidative destruction of VOC, bacteria and viruses considerably is increased.

Ferner wird vorgeschlagen, Klimakanäle von innen mit zum Beispiel Titandioxid zu beschichten, weil die Oberflächen von Klimakanälen Luftinhaltstoffe adsorbieren. Wenn gleichzeitig geringe Mengen von Luftionen und/oder von Ozon in die Klimakanäle eingebracht werden, werden diese ebenfalls an den Oberflächen adsorbieren. Die vorbeschriebenen chemischen Reaktion setzen ein und werden katalytisch verstärkt mit dem Ergebnis, daß die transportierte Luft frei wird von Ozon, von oxidierbaren Gasen und Dämpfen und von Bakterien, Viren, Pilzen und deren Sporen. Damit wäre ein wichtiger Beitrag gegen das sogenannte "Sick-building-Syndrom" geleistet.It also suggests indoor air ducts to coat with, for example, titanium dioxide because the surfaces of air conditioning ducts Adsorb airborne substances. If at the same time small amounts of Air ions and / or ozone are introduced into the climate channels these also on the surfaces adsorb. The chemical reaction described above begins and are catalytically enhanced with the result that the transported air is free of ozone, oxidizable gases and vapors and of bacteria, viruses, fungi and their spores. That would be an important one Contribution against the so-called "sick building syndrome".

Die Erfindung erstreckt sich nur auf die vorgenannten Beispiele sondern wird überall dort eingesetzt, wo in Zusammenwirken von Luft, Ozon, Luftionen sowie Luftinhaltstoffen wie Gasen, Dämpfen, Bakterien, Viren, Pilzen, Sporen der Wirkungsgrad der im Prinzip vorbeschriebenen Reaktionsmechanismen zu verbessern ist.The invention only extends to the above examples but is used wherever in the interaction of air, ozone, air ions and air constituents like gases, vapors, bacteria, Viruses, fungi, spores the efficiency of the principle described above Is to improve response mechanisms.

Claims (8)

Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen, bestehend aus – Transportkanal für Luft – Gebläse zum Transport der Luft – Ein- und Auslaß für Luft wobei technische Einrichtungen zur Erzeugung von Luftionen und/oder Ozon und deren Einleitung in den Luftstrom vorhanden sein können, wobei technische Einrichtungen zum Kühlen, Heizen oder Befeuchten der Luft vorhanden sein können, wobei technische Einrichtungen zur mechanischen Filterung der Luft vorhanden sein können, wobei Aktivkohlefilter zur Absorbtion organischer Dämpfe oder Gase in der Luftführung vorhanden sein können, dadurch gekennzeichnet, daß luftberührende Oberflächen mit katalytisch wirksamem Material ganz oder teilweise beschichtet sind, welches bei Anwesenheit reduzierbarer Gase chemische Reaktionen mit oxidierbarem oder organischem Material in Gang setzt und/ oder beschleunigt.Air treatment and air conveying systems, consisting of - transport channel for air - blowers for transporting the air - inlet and outlet for air, whereby technical devices for generating air ions and / or ozone and their introduction into the air stream can be present, whereby technical devices for cooling , Heating or humidifying the air can be present, whereby technical facilities for mechanical filtering of the air can be present, whereby activated carbon filters for absorbing organic vapors or gases can be present in the air duct, characterized in that air-contacting surfaces with catalytically active material in whole or in part are coated, which in the presence of reducible gases initiates and / or accelerates chemical reactions with oxidizable or organic material. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom zur Absorption oxidierbarer oder organischer Dämpfe, Gase oder Bakterien/Viren ein oder mehrere Aktivkohlefilter angeordnet sind, und daß in Strömungsrichtung vor dem/den Aktivkohlefilter(n) ein luftdurchlässiges Trägermaterial angeordnet ist, welches mit einem katalytisch wirksamen Material beschichtet ist.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that in Airflow for the absorption of oxidizable or organic vapors, gases or bacteria / viruses one or more activated carbon filters arranged are, and that in flow direction an air-permeable carrier material is arranged in front of the activated carbon filter (s), which is coated with a catalytically active material. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom zur Absorption oxidierbarer und/oder organischer Dämpfe, Gase oder Bakterien/Viren Aktivkohlefilter angeordnet sind, und daß in Strömungsrichtung nach dem Aktivkohlefilter ein luftdurchlässiges Trägermaterial angeordnet ist, welches mit einem katalytisch wirksamen Material beschichtet ist.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that in Airflow for the absorption of oxidizable and / or organic vapors, gases or bacteria / viruses activated carbon filters are arranged, and that in the direction of flow an air-permeable carrier material is arranged after the activated carbon filter, which is coated with a catalytically active material. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom Aktivkohlefilter zur Absorption oxidierbarer und/oder organischer Dämpfe, Gase oder Bakterien/Viren angeordnet sind, wobei der Aktivkohle ein katalytisch wirksames Material beigemischt ist.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that in Airflow activated carbon filter for absorption of oxidizable and / or organic vapors, Gases or bacteria / viruses are arranged, the activated carbon a catalytically active material is added. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftstrom ein Verdampfer zum Zwecke der Kühlung angebracht ist, dessen Oberflächen mit einem katalytisch wirksamen Material beschichtet sind.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that in Airflow an evaporator is attached for the purpose of cooling, the surfaces are coated with a catalytically active material. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Luft transportierende Klimakanäle innen mit einer katalytisch wirksamen Substanz beschichtet sind.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that air transporting air conditioning ducts are coated on the inside with a catalytically active substance. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als katalytisch wirksames Material Übergangsmetalle und deren katalytisch wirksame Verbindungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel Platin, Palladium, Vanadium, Wolfram.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that as catalytically active material transition metals and their catalytically active compounds are used, such as for example platinum, palladium, vanadium, tungsten. Luftaufbereitungs- und Luftförderanlagen wie Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als katalytisch wirksames Material nichtedle Metalle eingesetzt werden wie Eisen, Kupfer, Nickel, Zinn, Zink, Titan oder Legierungen aus diesen Metallen und/oder deren Oxide.Air treatment and air conveying systems as claimed in claim 1, characterized in that as non-noble metals are used as a catalytically active material such as iron, copper, nickel, tin, zinc, titanium or alloys these metals and / or their oxides.
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